Nghiên cứu sử dụng xúc tác dị thể zeolite CuHY trong phản ứng Biginelli

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu sử dụng xúc tác dị thể zeolite CuHY trong phản ứng Biginelli trình bày việc điều chế xúc tác acid rắn zeolit Y biến tính (zeolit Y trao đổi ion đồng và zeolit Y sulfat hóa); Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng Biginelli khi sử dụng xúc tác zeolit Y biến tính.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu sử dụng xúc tác dị thể zeolite CuHY trong phản ứng Biginelli

Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 29, Số 1/2023 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XÚC TÁC DỊ THỂ ZEOLITE CuHY TRONG PHẢN ỨNG BIGINELLI Đến tòa soạn 04-08-2022 Nguyễn Thị Sơn*1, Trần Ngọc Dương1, Nguyễn Kim Hoài1, Nguyễn Văn Đức1, Đặng Văn Long1, Nguyễn Thị Minh Thư*1, Lê Thị Phong2 1. Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 19 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội. 2. Khoa Cơ bản, Trường Sĩ quan Không quân, số 3 Biệt Thự, Nha Trang, Khánh Hòa *Email: nguyenthiminhthu@hus.edu.vn SUMMARY STUDY OF HETEROGENEOUS CuHY ZEOLITE CATALYSTS USING IN BIGINELLI REACTION In this work synthetic Y zeolite catalysts were modified by copper and sulfur loading and used for the Biginelli reaction to synthesize 3,4-dihydropyrimidine-2(1H)-on (DHPM). The Cu(II)-Y zeolites (CuHY) with different content of copper (CuHY2.5%; CuHY5.7%; CuHY8.6%) obtained via liquid phase ion exchange method while the sulfated Y zeolites (HYS) were prepared by impregnating zeolite Y in acid H2SO4. The characterization of the synthesized catalysts was carried out using the various physico-chemical methods such as the X-ray powder diffractometer (XRD) and X-ray fluorescence (XRF). All the characterization techniques used suggest and confirm the existence of the copper, sulfer on the surface of Y-zeolite. The affecting conditions to the Biginelli reaction in synthesis of 3,4- dihydropyrimidine-2(1H)-on (DHPM) compounds using catalysts have been studied. The suitable conditions for the reaction were found as catalyst CuHY8,6%; toluene as a solvent; reaction time of 72 hours with maximum efficiency. The yield of the reaction increased proportionally to the content of Cu2+ in a zeolite (CuHY8,6%> CuHY5,7%> CuHY2,5%> HYS) and higher than that of the reaction using zeolite sulfate Y. Eight DHPM derivatives were synthesized with 35-51% yield, of which two new compounds were found. Activity of reusable catalyst was the same fresh catalyst. The structures of the reaction products were confirmed by IR, NMR and MS methods. Keywords: Y-zeolite; copper ion- exchanged zeolite, sulfated Y zeolites, The Biginelli reaction, 3,4- dihydropyrimidin-2(1H)-on. 1. MỞ ĐẦU được sự quan tâm nghiên cứu của rất nhiều nhà Dẫn xuất 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-on khoa học trên thế giới. Các dẫn xuất DHPM đã (DHPM) được tổng hợp đầu tiên vào năm 1893 nhận được sự chú ý đáng kể do phạm vi hoạt bởi nhà hóa học Pietro Biginelli người Itali bằng tính sinh học và tính chất dược lý đa dạng của phản ứng ngưng tụ giữa aldehyd, ure và ethyl chúng. Một số dẫn xuất 3,4-dihydropyrimidin acetoacetat trong dung môi ethanol với sự có được tìm thấy có hoạt tính kháng vi-rút, kháng mặt xúc tác acid HCl [1]. Trải qua hơn 100 năm, khuẩn [2], chống ung thư [3, 4], hạ huyết áp và phản ứng mang tên nhà khoa học này đã thu hút kiểm soát quá trình vận chuyển canxi [5], … Do 91
có dược tính mạnh mẽ nên các nghiên cứu sau XRF (XRD 202302, Rigaku Miniflex 600/Japan; này tập trung tìm cách tối ưu hóa phản ứng SEM-EDX 18701906, Hitachi TM 4000 Biginelli như xúc tác [6, 7], dung môi, sử dụng Plus/Japan và XRF EQ1510001830183, Jeol sóng siêu âm hay lò vi sóng [7, 8] nhằm nâng JSX-1000S/Japan). Phổ hồng ngoại được ghi trên cao hiệu suất và rút ngắn thời gian phản ứng. máy phổ FTIR magna 560 (NICOLET, Mỹ) bằng Trong các công trình đã công bố, các xúc tác phương pháp đo phản xạ trên mẫu bột KBr. Phổ được sử dụng thường là acid Bronsted; Lewis, NMR được ghi trên máy phổ ADVANCE xúc tác enzyme, …[8, 9]. Các xúc tác đã và Spectrometer (BRUKER, German) tần số đang sử dụng cho phản ứng này cho hiệu suất 500MHz, chất chuẩn nội (Tetrametyl sylan) TMS. phản ứng tương đối cao (70-90%), tuy nhiên 2.2. Điều chế xúc tác acid rắn zeolit Y biến chúng cũng có những hạn chế nhất định như tính (zeolit Y trao đổi ion đồng và zeolit Y tính ổn định nhiệt kém, xúc tác không được tái sulfat hóa) sử dụng sau phản ứng, mặt khác một số aldehyd Zeolit Y biến tính Cu (CuHY) được chế tạo không bền dưới tác dụng của acid mạnh không bằng phương pháp trao đổi ion. Dung dịch thể tham gia được phản ứng này. Cu(CH3COO)2 0,1M và 2 gam zeolit Y thương Gần đây, các xúc tác dị thể rắn được quan tâm mại (Si/Al ~15) được đưa vào trong bình cầu sử dụng trong việc tổng hợp DHPM, trong đó 250 ml, lượng dung dịch đồng acetat được tính xúc tác trên cơ sở zeolit (zeolit và zeolit biến toán theo % khối lượng đồng trong hệ vật liệu tính) [10, 11] nổi bật với một số đặc tính ưu thành phẩm. Thực hiện khuấy và duy trì ở việt như tính acid thích hợp, tính ổn định nhiệt 80oC trong 7 giờ. Kết thúc quá trình, để nguội cao, dễ tách ra khỏi sản phẩm sau phản ứng, chi hỗn hợp, lọc và rửa phần vật liệu rắn bằng phí thấp đặc biệt có khả năng tái sử dụng sau nước cất, sấy ở 90oC trong 12 giờ. Sau đó nung phản ứng và đáp ứng các yêu cầu của hóa học ở nhiệt độ 500oC trong 4 giờ [12, 13, 14]. Bằng xanh. Do đó, nghiên cứu sử dụng xúc tác trên cơ phương pháp này đã tổng hợp được ba xúc tác sở zeolit cho phản ứng Biginelli là hướng nghiên CuHY2,5%, CuHY5,7%, CuHY8,6%. cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Zeolit Y sulfat (HYS) hóa được chế tạo bằng Trong công trình này, chúng tôi công bố kết quả phương pháp ngâm tẩm. Lấy 2 gam zeolit Y nghiên cứu sử dụng xúc tác zeolite Y biến tính thương mại (Si/Al ~15) cho vào cốc 150ml, ion đồng CuHY (hoặc ký hiệu xCu(II)/ZY-trong thêm vào cốc 50 ml acid H2SO4 0,1M. Khuấy đó x là % đồng) với lượng đồng khác nhau hỗn hợp tại nhiệt độ phòng trong 1 giờ. Sau đó, (CuHY2,5%, CuHY5,7%, CuHY8,6%, HYS) và tối ưu lọc lấy chất rắn, đem sấy ở 100oC trong 24 giờ, hóa điều kiện phản ứng như nhiệt độ, dung môi nghiền mịn rồi nung ở 450oC trong 5 giờ [14]. và thời gian đồng thời nghiên cứu khảo sát việc Mẫu được ký hiệu là HYS. tái sử dụng xúc tác để đánh giá độ bền hoạt Các mẫu vật liệu được đặc trưng bằng các tính của xúc tác, làm tiền đề cho việc sử dụng phương pháp XRD, EDX và XRF. xúc tác này trong công nghiệp dược phẩm. 2.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến 2. THỰC NGHIỆM phản ứng Biginelli khi sử dụng xúc tác zeolit 2.1. Hóa chất, thiết bị Y biến tính Hóa chất: Các aldehyde (Merck), các hóa chất Phản ứng Biginelli được thực hiện theo sơ đồ khác (PA-China), hóa chất được tinh chế lại dưới đây: trước khi sử dụng. Thiết bị: Các mẫu xúc tác được đặc trưng bằng các phương pháp hóa lý XRD, SEM-EDX, và 92
O R S O O Zeolite EtO NH R CHO + + H2N NH2 H3C OEt to; dung môi H3C N S (II) (III) H (IVa-i) Trong đó: R= C6H5 (a); 4-ClC6H4 (b); 4- CH3OC6H4 (c); 3,4,5-( CH3O)3C6H2 (d); (3-OH-4- CH3O)C6H3 (e), (3,5-di-t-Butyl-4-OH)C6H2 (f); 2-naphthyl (g); 3-pyridyl (h). Hỗn hợp 2,4 gam (0,0175 mol) 4-methoxybenzaldehyd Kết quả XRF (Bảng 1) cho biết thành phần % (I), 1,6 gam thioure (II) (0,021 mol), 3,32 ml theo khối lượng của các hợp phần có trong các (0,026 mol) ethyl acetoacetat (EAA) và 0,24 gam mẫu xúc tác. Thành phần của Si và Al thể hiện (10% khối lượng aldehyd) zeolit CuHY8,6% trong tỉ lệ của 2 nguyên tố này trong zeolit Y, ~ 15:1. 10ml dung môi toluen được đun khuấy liên tục Lượng ion Cu(II) trao đổi trong 3 mẫu vật liệu trong 24h. Kết thúc phản ứng làm nguội đến nhiệt xác định được lần lượt là 8,6; 5,7 và 2,5%, khá độ phòng, lọc thu sản phẩm thô. Kết tinh lại trong tương đồng với lượng đồng tính theo lý thuyết dung môi ethanol. Kiểm tra lại bằng sắc ký bản (khoảng 2,5 và 8%). Lượng S (trong nhóm mỏng hệ hexan (H):ethyl acetat (E) (H:E=3:1v/v), SO3H) là 6,56%. Sau phản ứng, mẫu xúc tác được tái sử dụng cho phản ứng tiếp theo nhằm Rf = 0,6. Hiệu suất thu hồi DHPM (tính toán theo đánh giá độ bền hoạt tính của xúc tác. Kết quả lượng aldehyde (chất đầu, I)): 30%. đo thành phần các nguyên tố của mẫu Các yếu tố ảnh hưởng như xúc tác (loại xúc tác CuHY8,6% cho thấy sau khi phản ứng, hàm (CuHY2,5%, CuHY5,7%, HYS), lượng xúc tác (10 – 40% lượng Cu trong mẫu CuHY8,6% giảm nhẹ (còn so với chất đầu), hoạt tính của xúc tác tái sử 8,42), điều này có thể là do phần nhỏ Cu bị rửa dụng), dung môi (EtOH, dioxan, DMF), thời trôi trong quá trình xảy ra phản ứng [12, 15]. gian (24, 48, 72, 96h) được nghiên cứu nhằm tìm ra các điều kiện tối ưu. Các sản phẩm phản ứng được xác nhận bằng các phương pháp đo điểm chảy (mao quản), phổ hồng ngoại IR và phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR. 3. THẢO LUẬN KẾT QUẢ 3.1. Đặc trưng của các xúc tác Hình 1 là giản đồ XRD của các mẫu vật liệu zeolit Y (0Cu(II)/ZY) và các mẫu vật liệu trao đổi ion đồng với các hàm lượng đồng khác Hình 1. Giản đồ XRD của các mẫu CuHY nhau, là khoảng 2, 5, 8%. Từ các giản đồ cho thấy vẫn xuất hiện các cực đại nhiễu xạ đặc Bảng 1. Kết quả XRF của các mẫu xúc tác trưng cho zeolit Y tại các góc 2θ = 6,2o, 10o, Thành Xúc tác 16o, 20o, 23,5o, 27o, 31,2o, … Như vậy có thể phần thấy quá trình trao đổi không làm biến đổi cấu 8CuHY 5CuHY 2CuHY 8CuHY * HYS (%) trúc của vật liệu zeolit Y. Trên các giản đồ của các mẫu zeolite Y biến tính đồng có xuất hiện Si 35,84 33,56 36,12 35,31 35,38 cực đại nhiễu xạ tại 2θ = 35,7o đặc trưng cho Al 2,56 3,25 3,98 2,67 3,18 oxit đồng CuO, cường độ tăng theo hàm lượng O 52,95 57,41 57,35 53,55 54,80 đồng, như vậy, khả năng đồng có thể tồn tại ở Cu 8,60 5,73 2,51 8,42 0,03 cả dạng ion trao đổi trong mạng của zeolite Y S 0,03 0,04 0,03 0,03 6,56 và oxit đồng trên bề mặt [12, 13, 14]. Khác 0,02 0,01 0,01 0,01 0,05 *: Mẫu xúc tác được tái sử dụng lần 2 93
3.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của xúc tác dung môi ethanol, điểm sôi 78oC, hiệu suất thu Trong lần khảo sát đầu tiên, khi thực hiện phản hồi DHPM là 18% trong khi DMF với điểm sôi ứng Biginelli, ba loại xúc tác CuHY2,5%, CuHY 153oC, hiệu suất thu hồi DHPM là 35,8%. Tuy 5,7% , CuHY8,6% và HY sulfat hóa được khảo sát, nhiên, có một vấn đề là dung môi DMF tạo với hàm lượng được sử dụng là 10% khối huyền phù với xúc tác nên sau khi kết thúc lượng so với aldehyde (chất đầu, I). Kết quả phản ứng việc thu hồi xúc tác là rất khó. Do nghiên cứu được đưa trong bảng 2, theo đó, đó, toluene được lựa chọn là yếu tố cố định để nhận thấy với xúc tác CuHY8,6% hiệu suất khảo sát các ảnh hưởng tiếp theo đến phản DHPM là cao nhất. Điều này được giải thích là ứng. do zeolit ban đầu sau khi tham gia trao đổi ion Thời gian cũng là một yếu tố quan trọng để với Cu(CH3COO)2, một số ion H+ đã được thay đánh giá sự hiệu quả của phản ứng, khi khảo thế bằng Cu2+ và làm tăng tính acid Lewis của sát phản ứng này trong khoảng thời gian thay xúc tác. Hàm lượng Cu2+ càng nhiều thì tính đổi từ 24-96 h, ở 72h, hoạt tính của xúc tác gần acid Lewis càng tăng [12]. Do dó, xúc tác như phát huy tối đa, nên khi kéo dài thêm 24h CuHY8,6% cho hiệu suất thu hồi DHPM cao nữa, hiệu suất thay đổi không đáng kể. Kết quả hơn so với CuHY2,5%. Trường hợp xúc tác HY khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian được thể sulfat hóa, mặc dù bản thân zeolit HY là một hiện trên bảng 2. acid rắn với tính acid khá mạnh, tuy nhiên các Theo nguyên tắc chung, các tâm acid Lewis tâm Brosted và Lewis của zeolit HY thường trong xúc tác zeolit càng nhiều thì hoạt tính chỉ thể hiện hoạt tính ở nhiệt độ cao (trên xúc tác càng mạnh, hiệu suất càng cao. Do đó, 150oC). Quá trình sulfat hóa có mục đích làm kết quả khảo sát hàm lượng xúc tác cho thấy tăng tính acid của HY là do nhóm SO3H được với hàm lượng 40% khối lượng aldehyde, phản gắn với Si của Zeolit Y. Có thể coi đây là một ứng cho hiệu suất thu DHPM là cao nhất là siêu acid, vì trên HY sulfat hóa có chứa hai 45,2 % (Bảng 2). loại tâm acid: tâm Bronsted và tâm Lewis. Tuy 3.4. Khảo sát sự tái sử dụng xúc tác nhiên, do quá trình sulfat hóa hoàn toàn phụ Một ưu điểm nổi trội của xúc tác dị thể là có thuộc vào hàm lượng nhóm SO3H gắn trên HY, thể đễ dàng thu hồi và tái sử dụng sau khi tái khi hàm lượng này được đưa vào không cao thì sinh. Trong bài báo này, xúc tác sau khi phản tính acid của HY so với CuHY8,6% sẽ yếu hơn. ứng 72h, được thu hồi, rửa bằng hỗn hợp Mặt khác, thường hoạt tính của HYS không ethanol : nước (1:1 theo thể tích), sau đó sấy bền khi phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao trong khô ở 110oC trong 24h rồi tái sinh xúc tác bằng thời gian dài, dẫn tới hiện tượng các nhóm cách nung lại ở 450oC trong 5 giờ. Kết quả cho sulfat bị rửa trôi, nên hoạt tính tái sử dụng xúc thấy khi sử dụng xúc tác không tái sinh (chỉ tác thường bị kém hơn [15]. lọc, rửa và sấy ở 110oC) sau khi hoạt hóa ở 3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của các điều 110oC, hoạt tính của xúc tác giảm đáng kể sau kiện thực hiện phản ứng: dung môi, thời ba lần tái sử dụng, hiệu suất DHPM chỉ đạt gian và hàm lượng xúc tác 26,3 % so với lần đầu tiên. Tuy nhiên, với sự Nghiên cứu này được thực hiện với 4 dung môi tái sinh bằng cách nung ở 450oC, hiệu suất thu là toluen, ethanol, dioxan, DMF, trong đó, hồi DHPM đạt đến 88%, 85% và 80% tương DMF cho hiệu suất DHPM cao nhất, trong khi ứng với 3 lần tái sử dụng. Có thể thấy việc ethanol cho hiệu suất thấp nhất (kết quả đưa nung ở nhiệt độ cao cho phép xử lý các chất trong bảng 2). Có thể lý giải vấn đề này là do hữu cơ (nguyên liệu, sản phẩm), cũng như nhiệt độ sôi của các dung môi là khác nhau, do dung môi và nước bám dính hoặc hấp phụ trên đó tốc độ phản ứng cũng bị chi phối, vì như ta bề mặt xúc tác, giải phóng các tâm xúc tác. biết, khi nhiệt độ tăng 10oC, tốc dộ phản ứng sẽ Đây là ưu điểm của xúc tác này, đặc biệt khi sử tăng 2-4 lần. Mặt khác, ở nhiệt độ phản ứng dụng cho sản xuất qui mô lớn trong công nhỏ hơn 150oC chỉ có tâm xúc tác acid Lewis nghiệp. Kết quả khảo sát xúc tác được thể hiện hoạt động, còn tâm acid Bronsted phát huy tác trên bảng 2. dụng chỉ ở nhiệt độ cao hơn 150oC. Do đó, với 94
Bảng 2. Kết quả tối ưu hóa điều kiện phản ứng tổng hợp DHPM sử dụng CuHY Dung TSD TSD TSD TS TS TS H TT Xúc tác HLXT t (h) T(oC) môi lần 1 lần 2 lần 3 lần 1 lần 2 lần 3 (%) 1. CuHY2,5% 10 toluen 24 110 - - - - 20,0 2. CuHY5,7% 10 toluen 24 110 - - - - 26,4 8,6% 3. CuHY 10 toluen 24 110 - - - - 30,0 4. HYS 10 toluen 24 110 - - - - 22.5 5. CuHY8,6% 10 EtOH 24 78 - - - - 18,0 8,6% 6. CuHY 10 dioxan 24 101 - - - - 28,1 7. CuHY8,6% 10 DMF 24 153 - - - - 35,8 8,6% 8. CuHY 10 toluen 48 110 - - - - 33,0 9. CuHY8,6% 10 toluen 72 110 - - - - 36,0 8,6% 10. CuHY 10 toluen 96 110 - - - - 36,8 8,6% 11. CuHY 20 toluen 72 110 - - - - 39,3 12. CuHY8,6% 30 toluen 72 110 - - - - 42,6 8,6% 13. CuHY 40 toluen 72 110 - - - - 46,7 14. CuHY8,6% 40 toluen 72 110 (+) - - - 25,0 8,6% 15. CuHY 40 toluen 72 110 - (+) - - 18,7 16. CuHY8,6% 40 toluen 72 110 - - (+) - - 12,3 8,6% 17. CuHY 40 toluen 72 110 - - (+) - 41,0 8,6% 18. CuHY 40 toluen 72 110 - - (+) 39,7 19. CuHY8,6% 40 toluen 72 110 - - - - (+) 37,5 - HLXT *: Tính theo % khối lượng chất I - TSD: Thí nghiệm sử dụng xúc tác sau khi sấy ở 110oC - TS: Thí nghiệm sử dụng xúc tác tái sinh sau khi nung ở 450oC Từ các kết quả khảo sát, đã tìm ra điều kiện + R=C6H5 (IVa); 5-(Ethoxycarbonyl)-4- thích hợp để tổng hợp DHMP là tỷ lệ aldehyde: (phenyl)-6-methyl-3,4-dihydropyrimidin- thioure: EAA: 1: 1,2: 1,5; xúc tác: CuHY8,6% 2(1H)-thione, chất rắn màu vàng, Tonc =205- với hàm lượng 40% khi tiến hành phản ứng 206oC (202-204oC [7]), H=46 %. Phổ IR trong 72h với dung môi là toluene. (KBr) (υ, cm-1): 3321,42 (NH); 3101,54 (=C- 3.7. Kết quả xác nhận các sản phẩm bằng H); 1666,50 (C=O); 1571,99 (C=C); 1114,96- các phương pháp phổ 1193,94 (C-O-C). 1H-NMR (500 MHz, Áp dụng điều kiện tối ưu hóa, đã tiến hành CDCl3) δ, ppm, (J, Hz): 7,42 – 7,30 (m, 5H, tổng hợp được 8 hợp chất DHPM (IVa-h) trong CH-Ar), 5,43 (d, J = 2,8, 1H, CH), 4,12 (m, 2H, đó có hai hợp chất mới. Một điều khá lý thú là CH3-CH2), 2,39 (s, 3H, CH3), 1,19 (t, J = 7,1, với những aldehyde dị vòng không bền trong 3H, CH3-CH2). môi trường acid hoặc dễ bị oxi hóa trong điều + R=4-ClC6H4 (IVb); 5-(Ethoxycarbonyl)-4- kiện khắc nghiệt khác như pyridin lại dễ dàng (4-chlorophenyl)-6-methyl-3,4- tham gia phản ứng khi sử dụng xúc tác này mà dihydropyrimidin-2(1H)-thion, chất rắn màu không gặp khó khăn trong vấn đề tinh chế sản trắng, Tonc =186-188oC (184-185 [8]), phẩm với hiệu suất thu được ở mức trung bình H=51,3%. Phổ IR (KBr) (υ, cm-1). 323,25 (35-51%). Các hợp chất đã được xác định cấu (NH); 3099,61 (=C-H); 1668,43 (C=O); trúc bằng các phương pháp phổ IR, NMR. Kết 1570,06 (C=C); 1195,87-1116,78 (C-O-C). 1H- quả phân tích dữ kiện phổ được đưa ra dưới đây: NMR (DMSO-d6, 500 Hz), δ, ppm, (J, Hz): 10,42 (s, 1H, NH), 9,70 (s, 1H, NH), 7,47 (d, J 95
1 = 8,4, 2H, CH-2,6-Ar), 7,27 (d, J = 8,5, 2H, CH- ): 3342,71 (NH); 3165,19 (=C-H); 1681,93 3,5-Ar), 5.21 (d, J = 3,7, 1H, CH), 4,05 (dd, J = (C=O); 1564,27 (C=C); 1178,51-1097,50 (C- 7,1, 1,6, 2H, CH2-CH3), 2,33 (s, 3H, CH3), O-C). 1H-NMR (DMSO-d6, 500 Hz), δ, ppm, 1,14 (t, J = 7,1, 3H, CH2-CH3 ). (J, Hz): 7,08 (s, 2H, H-2,6-Ar), 5,23 (s, 1H, CH), + R=4-CH3OC6H4 (IVc); 5-(Ethoxycarbonyl)- 4,29 (m, 2H, CH2CH3), 2,35 (s, 3H, CH3), 4-(4-methoxyphenyl)-6-methyl-3,4- 1,41 (s, 18H, 3,5-di-C(CH3)3), 1,19 (t, J = 7,1, dihydropyrimidin-2(1H)-thion, chất rắn màu 3H, CH3CH2). 13C-NMR (DMSO-d6, 500 Hz), vàng, Tonc =138-139oC (140-142oC [16]), δ, ppm: 14,18-18,36(CH3-t-bu); 56,32 (C- H=45,2%. Phổ IR (KBr) (υ, cm-1): 3307,92 (CH3)3); 30-34 (CH2-CH3); 67,09(CH); 153,7 (NH); 3101,54 (=C-H); 1662,64 (C=O); (C-OH); 142 (C-Ar); 174,9 (C=O); 123(C=S). 1571,99 (C=C); 1118,71-1193,94 (C-O-C). 1H- ESI-MS: m/z: 403,34 [M – H]+, NMR (500 MHz, CDCl3) δ, ppm, (J, Hz): + R=2-naphthyl (IVg); 5-(Ethoxycarbonyl)-4- 7,20 (d, J = 8,7, 2H, CH-2,6-Ar ), 6,84 (d, J = (naphth-2-yl)-6-methyl-3,4-dihydropyrimidin- 8,6, 2H, CH-3,5-Ar ), 5,34 (d, J = 2,6, 1H, CH), 2(1H)-thion, chất rắn màu vàng chanh, Tonc = 4,09 (dd, J = 7,0, 5,8, 2H, CH2), 3,78 (s, 3H, 183-185oC (181-183[18]), H=47%. Phổ IR O-CH3), 2,35 (s, 3H, CH3), 1,17 (t, J = 7,1, (KBr) (υ, cm-1): 3323,35 (NH); 3174,83; 3H, CH3-CH2). 3101,54 (=C-H); 1658,78 (C=O); 1564,27 + R=3,4,5-(CH3O)3C6H2 (IVd); 5- (C=C); 1167,14-1184,29 (C-O-C). 1H-NMR (Ethoxycarbonyl)-4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)- (DMSO-d6, 500 Hz), δ, ppm, (J, Hz): 10,58 (s, 6-methyl-3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-thion, 1H, NH), 9,94 (s, 1H, NH), 8,10-7,76 (m, 7H, chất rắn màu vàng nhạt, Tonc = 200-201oC CH-naphthyl), 5,55 (s, 1H, CH), 4,20 (d, J = 4,7, (201-203oC [17]), H=43,8%. Phổ IR (KBr) (υ, 2H, CH2), 3,53 (s, 17H), 2,54 (s, 3H, CH3), cm-1): 3292,49 (NH), 3101,54 (=C-H); 1656,85 1,29 (m, 3H, CH3CH2). (C=O); 1587,42 (C=C); 1124,50-1184,29 (C- + R=3-pyridyl (IVh); 5-(Ethoxycarbonyl)-4- O-C); 1H-NMR (500 MHz, MeOD) δ, ppm, (J, (3-pyridyl)-6-methyl-3,4-dihydropyrimidin- Hz): 6,77 (s, 2H, CH-2,6-Ar), 5,54 (s, 1H, CH), 2(1H)-thion chất rắn màu vàng chanh, Tonc = 4,31 (m, 2H, CH2), 3,99 (s, 6H, 3,5-OCH3), 187-189oC, H=45%. Phổ IR (KBr) (υ, cm-1): 3,92 (s, 3H, 4-OCH3), 2,53 (s, 3H, CH3), 1,40 3142,04 (=C-H); 1672,28 (C=O); 1571,99 (t, J = 7,1, 3H, CH3CH2). (C=C); 1192,01-1114,86 (C-O-C). 1H-NMR + R=(3-OH-4-CH3O)C6H3 (IVe); 5- (DMSO-d6, 500 Hz), δ, ppm, (J, Hz): 10,48 (s, (Ethoxycarbonyl)-4-(3-hydroxy-4- 1H, NH), 9,72 (s, 1H, NH), 8,53 (d, J = 3,6, methoxyphenyl)-6-methyl-3,4- 1H, H-2-Py), 8,48 (d, J = 1,8, 1H, H-6-py), 7,63 dihydropyrimidin-2(1H)-thion, chất rắn màu (d, J = 7,9, 1H, H-4-py), 7,44 (dd, J = 7,8, 1H, cam, Tonc =190-191oC, H=49%. Phổ IR (KBr) H-4-py), 5,26 (d, J = 3,5 Hz, 1H, CH), 4,05 (m, (υ, cm-1): 3313,71 (NH); 3165,19 (=C-H); 2H, CH2), ,2,35 (s, 3H, CH3), 1,13 (t, J = 7,1, 1668,43 (C=O); 1575,84 (C=C); 1192,01- 3H, CH2CH3). 1107,14 (C-O-C). 1H-NMR (DMSO-d6, 500 4. KẾT LUẬN Hz), δ, ppm, (J, Hz):10,29 (s, 1H, NH), 9,60 Đã tiến hành điều chế hai loại xúc tác là zeolit (d, J = 1,5 1H, NH), 9,04 (s, 1H, 3-OH), 6,83 Y trao đổi ion đồng (CuHY2,5%, CuHY5,7%; (d, J = 1.7, 1H, H-2-Ar), 6,76 (d, J = 8,1, 1H, H- CuHY8,6%) và zeolit Y sulfat hóa (HYS). Các 5-Ar ), 6,64 (d, J = 1,7, 1H, H-6-Ar), 5,12 (d, J = đặc trưng của xúc tác được kiểm tra bằng các 3,5, 1H, CH), 4,06 (m, 2H, CH2), 3.77 (s, 3H, phương pháp hóa lý như XRD, EDX và XRF. OCH3), 2,32 (s, 3H, CH3), 1,16 (t, J = 7,1, 3H, Đối với việc sử dụng xúc tác dị thể CuHY cho CH3CH2). phản ứng Biginelli, mặc dù thời gian phản ứng + R=(3,5-di-t-Butyl-4-OH)C6H2 (IVf); 5- dài hơn, hiệu suất sản phẩm cũng không bằng (Ethoxycarbonyl)-4-(3,5-ditertbutyl-4- trường hợp dùng xúc tác Bronsted hay Lewis hydroxyphenyl)-6-methyl-3,4- đồng thể, nhưng sự thu hồi sản phẩm là rất dễ dihydropyrimidin-2(1H)-thion, Tonc= 185- dàng, sản phẩm thu được có độ tinh khiết cao, 186oC; hiệu suất 35,6%. Phổ IR (KBr) (υ, cm- mặt khác, có thể tái sử dụng xúc tác nhiều lần, 96
nâng cao được hiệu quả tổng thể cho phản ứng. chloroacetic acid as catalyst. Bioorganic & Kết quả này hứa hẹn khả năng sử dụng xúc tác Medicinal Chemistry Letters, 17, 3508–3510. dị thể CuHY trong công nghiệp điều chế các [8] Z-L. Shen, X-P. Xu, S-J. Ji, (2010). dược phẩm dựa trên phản ứng Biginelli là rất Brønsted Base-Catalyzed One-Pot Three- lớn, rất khả thi. Component BiginelliType Reaction: An Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được tiến hành Efficient Synthesis of 4,5,6-Triaryl-3,4- trong khuôn khổ đề tài QG.21.05 “Nghiên cứu dihydropyrimidin-2(1H)-one and Mechanistic chuyển hoá eugenol trong tinh dầu cây hương Study. J. Org. Chem., 75, 1162. nhu thành các chất có hoạt tính sinh học trên [9] S. Ichiro, S. Yuko, T. Kei, (2006). Metal hệ xúc tác dị thể” của ĐHQGHN. Nhóm tác triflimide as a Lewis acid catalyst for Biginelli giả xin trân trọng cảm ơn. reactions in water. Tetrahedron Letters, 47, TÀI LIỆU THAM KHẢO 7861–7864. [1] B. Anjaneyulu, G. B. Dharma Rao, (2015). [10] A. Kuraitheerthakumaran, S. Pazhamalai, A Mini Review: Biginelli Reaction for the M. Gopalakrishnan et al., (2016). Microwave- Synthesis of Dihydropyrimidinones. assisted multicomponent reaction for the International Journal of Engineering & synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones Technology Research, 3(6), 26-37; P. Biginelli, and their corresponding 2(1H)-thiones using Synthesis of dihydropyrimidinones, Ber., lanthanum oxide as a catalyst under solvent- 24,1891, 1317. free conditions. Arab. J. Chem., 9, S461-S46. [2] E. Rajanarendar, M. Nagi Reddy, K. Rama [11] S. Sweety, K.J. Jomy, L.J. Suman, (2010). Murthy, (2010). Synthesis, antimicrobial, and Synthesis of 3,4-dihydropyrimidinones in the mosquito larvicidal activity of 1-aryl-4-methyl- presence of water under solvent free conditions 3,6-bis-(5-methylisoxazol-3-yl)-2-thioxo- using conventional heating, microwave 2,3,6,10b-tetrahydro1H-pyrimido[5,4- irradiation/ultrasound. Green Chemistry c]quinolin-5-ones. Bioorg. Med. Chem. Lett., Letters and Reviews, 3 1, 23-26. 20, 6052–6055. [12] E. A. Mojgan Zendehdel, A. A. [3] E. Klein, S. DeBonis, B. Thiede, D. A Mobinikhaledi, (2008). Zeolite an efficient Skoufias, et al., (2007). New chemical tools for catalyst for the Biginelli condensation reaction. investigating human mitotic kinesin Eg5. J Incl Phenom Macrocycl Chem.M., 60, 353– Bioorg. Med. Chem., 15, 6474-6488. 357. [4] C. OliverKappe, (2000). Biologically active [13] T. Mahmood, M. Bagher, M. Majid, dihydropyrimidones of the Biginelli-type-a (2005). Natural HEU type zeolite catalyzed literature survey, European. Journal of Biginelli reaction for the synthesis of 3,4- Medicinal Chemistry, 35(12), 1043-1052. dihydropyrimidin-2(1H) one derivatives. [5] Karnail S., George C., (1990). Molecular Catalysis, 236, 216-219. Dihydropyrimidine calcium channel blockers. [14] A. Kayode, O. Bamgboye, K. Ogunniran, II. 3-Substituted-4-aryl-1,4-dihydro-6-methyl- et al., (2019). Synthesis and characterization of 5-pyrimidinecarboxylic acid esters as potent Cu(II) and Co(II) encapsulated metal mimics of dihydropyridines. J. Med. Chem., 33 complexes in zeolite-Y for the oxidation of 9, 2629–2635. phenol and benzene. Materials Science and [6] S. Ichiro, S. Yuko, T. Kei Takeda, et al., Engineering, 509, 012061. (2006). Metal triflimide as a Lewis acid [15] Y. Mahnaz, R. Zahra, (2020). Cu-metal- catalyst for Biginelli reactions in water. organic framework supported on chitosan for Tetrahedron Letters, 47, 7861–7864. efficient condensation of aromatic aldehydes [7] Y. Yang, L. Di, L. Chunsheng, et al., and malononitrile. Carbohydrate Polymers, 228, (2007). One-pot synthesis of 3,4- 115393. dihydropyrimidin-2(1H)-ones using 97